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物理3 实验：电池电动势和内阻的测量课堂教学课件ppt
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这是一份物理3 实验：电池电动势和内阻的测量课堂教学课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了电动势的大小，方案1直接测量法，设计电路，EU1+I1r，EU2+I2r，化简则有，E纵轴截距，误差分析1，测量值，误差来源电压表分流等内容，欢迎下载使用。
问题1：电压表直接接在电源两段时，电压表的示数代表什么？
干电池电动势：1.5V
三个西红柿串联电动势：2.5V
分别将两个电池与小灯泡进行串联
与干电池串联：小灯泡发光，较亮
与水果电池串联：小灯泡发光，较暗
现象：电动势小的干电池，连入灯泡发光比较亮；电动势大的水果电池，连入灯泡反而发光较暗。
问题2：产生此现象的原因是什么？结合电路中的电源做出回答。
思考：内电路在电源内部，如何测量电动势和内阻呢？
电压表直接接在电源两端可以粗测到电动势
当电源内阻较小时，此法可以直接粗测电动势；当电源内阻较大时，此法不太适合测量电动势。
电压表与电源串联时，形成的是闭合回路
根据 可知，若使得电路短路，则有
此方案只能粗测电动势和内阻（1）外电路的电流表本身有电阻，此时电路中的电流不等于短路电流。（2）不利于电表和电源的安全
方案2：根据 可知，若测得外部电路的电阻和电路总电流，则能计算E和r的大小。
实验器材：电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、电压表
方案2：电流表、电压表测量法（伏安法）
1、实验方案：（1）电流表测电路电流；（2）电压表测路端电压； （3）移动滑变改变外电阻，测量多组实验数据（U、I）
3、实验操作：闭合电路，调节滑动变阻器，记录相应的U和I
4、数据处理：（1）公式法：
4、数据处理：（2）图像法：建立U-I坐标系
某次实验结果的U-I图像
思考图像与横轴交点代表什么？图像与纵轴交点代表什么。
图像与横轴交点代表短路电流图像与纵轴交点代表电动势
r等于直线的斜率的绝对值
分析结果：E测 < E真 r 测 < r 真
从等效电路的的角度分析误差
将电源与分流的电压表看成内部，等效为电源。此时将外电路断开，则U示数为E测，此时由于电源内阻，所以E测
误差来源：电压表分流。则电压表分流越小，则测量误差就越小。此法适合测量内阻较小的情况，且所测内阻偏小
还有如图所示电路也可以进行测量若以此方式连接测量结果有无实验误差？误差发生原因是什么？测量值和真实值有何关系？
分析结果：E测 = E真 r 测 > r 真
将电源与分压的电流表看成内部，等效为电源。此时将外电路断开，则U示数为E测，此时E测=E真。此时r测为rA+r，r测>r真
误差来源：电流表分压。则电流表分压越小，则测量误差就越小。此法适合测量内阻较大的情况，且所测内阻偏大
联想记忆：内测E准r大；外测E小r小
对电源r而言，可视为外接法
对电源r而言，可视为内接法
5、注意事项（1）为了使得电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用内阻较大的旧电池进行实验（2）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处（3）在实验中不要将电流调得太大，读数要快，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化（3）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些
例：在测电源电动势和内电阻的实验中，已知RA≈0.5Ω， RV≈6kΩ，（1）若被测电源电动势约6V，内阻约0.5Ω，则应采用 电路；（2）若被测电源电动势约2V，内阻约100Ω，则应采用 电路
思考：不论使用限流外接法还是内接法都会有一定的误差,综合分析两者的优缺点。内接法测量电动势没有系统误差,但是内阻测量误差过大;外接法测量电动势和内阻都有误差,但两个误差都较小。
伏安法中，实验室一般选取外接法进行实验
思考：若实验室无法同时提供电流表和电压表，在已知器材有电池、开关、导线、电阻箱、电压表（电流表）的情况下，如何设计电路可以测得电池的电动势和内阻？
实验器材1：电池、开关、导线、电阻箱、电流表
方案3：电表与电阻箱测量法
实验原理1：外电路为电阻箱，由E=U+Ir可得E=IR+Ir，测出通过电阻箱的电流进行换算，间接得出外电压
实验操作1：连接图示电路，调节电阻箱R，记录对应的I、R值
方案3：电表与电阻箱测量法（安阻法）
将测量出的I和R建立关系，观察即可
由图像可见：斜率k=E；纵轴截距代表内电阻r
实验器材2：电池、开关、导线、电阻箱、电压表
方案3：电表与电阻箱测量法（伏阻法）
实验原理2：外电路为电阻箱，由E=U+Ir可得 ，测出通过电阻箱的电流即可进行换算，间接得出电流
实验操作2：连接图示电路，调节电阻箱R，记录对应的U、R值
将测量出的U和R建立关系，观察即可
【例题】为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图（左）实验电路，其中R为电阻箱，R0=5.0Ω为保护电阻。闭合开关调节电阻箱，得到多组相关数据，且建立了如图（右）所示关系图像。已知图像拟合为一条直线，由此图像求得电池组的电动势E和内电阻r分别为多少？
答案：E=2.9V；r=1.1Ω
方案3：电表与电表测量法（伏伏法）
思考：若实验室器材缺少，在已知器材仅有电池、开关、导线、电压表（电流表）的情况下，如何设计电路可以测得电池的电动势和内阻？
前提：有已知内阻的电表（如已知V1内阻为R0）
实验原理1：外电路仅有电压表，已知V1准确内阻的前提下，可以计算出实际真实电流计算
实验操作1：连接图示电路，开关先打到1，可通过已知RV测出此时的实际电流和电压；开关再次打到2，可以得到第二组数据
数据分析：根据已知内阻的电表计算
方案3：电表与电表测量法（安安法）
前提：有已知内阻的电表（如给定表头G，已知内阻为Rg）
问题1：电压表直接接在电源两段时，电压表的示数代表什么？
干电池电动势：1.5V
三个西红柿串联电动势：2.5V
分别将两个电池与小灯泡进行串联
与干电池串联：小灯泡发光，较亮
与水果电池串联：小灯泡发光，较暗
现象：电动势小的干电池，连入灯泡发光比较亮；电动势大的水果电池，连入灯泡反而发光较暗。
问题2：产生此现象的原因是什么？结合电路中的电源做出回答。
思考：内电路在电源内部，如何测量电动势和内阻呢？
电压表直接接在电源两端可以粗测到电动势
当电源内阻较小时，此法可以直接粗测电动势；当电源内阻较大时，此法不太适合测量电动势。
电压表与电源串联时，形成的是闭合回路
根据 可知，若使得电路短路，则有
此方案只能粗测电动势和内阻（1）外电路的电流表本身有电阻，此时电路中的电流不等于短路电流。（2）不利于电表和电源的安全
方案2：根据 可知，若测得外部电路的电阻和电路总电流，则能计算E和r的大小。
实验器材：电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、电压表
方案2：电流表、电压表测量法（伏安法）
1、实验方案：（1）电流表测电路电流；（2）电压表测路端电压； （3）移动滑变改变外电阻，测量多组实验数据（U、I）
3、实验操作：闭合电路，调节滑动变阻器，记录相应的U和I
4、数据处理：（1）公式法：
4、数据处理：（2）图像法：建立U-I坐标系
某次实验结果的U-I图像
思考图像与横轴交点代表什么？图像与纵轴交点代表什么。
图像与横轴交点代表短路电流图像与纵轴交点代表电动势
r等于直线的斜率的绝对值
分析结果：E测 < E真 r 测 < r 真
从等效电路的的角度分析误差
将电源与分流的电压表看成内部，等效为电源。此时将外电路断开，则U示数为E测，此时由于电源内阻，所以E测
误差来源：电压表分流。则电压表分流越小，则测量误差就越小。此法适合测量内阻较小的情况，且所测内阻偏小
还有如图所示电路也可以进行测量若以此方式连接测量结果有无实验误差？误差发生原因是什么？测量值和真实值有何关系？
分析结果：E测 = E真 r 测 > r 真
将电源与分压的电流表看成内部，等效为电源。此时将外电路断开，则U示数为E测，此时E测=E真。此时r测为rA+r，r测>r真
误差来源：电流表分压。则电流表分压越小，则测量误差就越小。此法适合测量内阻较大的情况，且所测内阻偏大
联想记忆：内测E准r大；外测E小r小
对电源r而言，可视为外接法
对电源r而言，可视为内接法
5、注意事项（1）为了使得电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用内阻较大的旧电池进行实验（2）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处（3）在实验中不要将电流调得太大，读数要快，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化（3）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些
例：在测电源电动势和内电阻的实验中，已知RA≈0.5Ω， RV≈6kΩ，（1）若被测电源电动势约6V，内阻约0.5Ω，则应采用 电路；（2）若被测电源电动势约2V，内阻约100Ω，则应采用 电路
思考：不论使用限流外接法还是内接法都会有一定的误差,综合分析两者的优缺点。内接法测量电动势没有系统误差,但是内阻测量误差过大;外接法测量电动势和内阻都有误差,但两个误差都较小。
伏安法中，实验室一般选取外接法进行实验
思考：若实验室无法同时提供电流表和电压表，在已知器材有电池、开关、导线、电阻箱、电压表（电流表）的情况下，如何设计电路可以测得电池的电动势和内阻？
实验器材1：电池、开关、导线、电阻箱、电流表
方案3：电表与电阻箱测量法
实验原理1：外电路为电阻箱，由E=U+Ir可得E=IR+Ir，测出通过电阻箱的电流进行换算，间接得出外电压
实验操作1：连接图示电路，调节电阻箱R，记录对应的I、R值
方案3：电表与电阻箱测量法（安阻法）
将测量出的I和R建立关系，观察即可
由图像可见：斜率k=E；纵轴截距代表内电阻r
实验器材2：电池、开关、导线、电阻箱、电压表
方案3：电表与电阻箱测量法（伏阻法）
实验原理2：外电路为电阻箱，由E=U+Ir可得 ，测出通过电阻箱的电流即可进行换算，间接得出电流
实验操作2：连接图示电路，调节电阻箱R，记录对应的U、R值
将测量出的U和R建立关系，观察即可
【例题】为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图（左）实验电路，其中R为电阻箱，R0=5.0Ω为保护电阻。闭合开关调节电阻箱，得到多组相关数据，且建立了如图（右）所示关系图像。已知图像拟合为一条直线，由此图像求得电池组的电动势E和内电阻r分别为多少？
答案：E=2.9V；r=1.1Ω
方案3：电表与电表测量法（伏伏法）
思考：若实验室器材缺少，在已知器材仅有电池、开关、导线、电压表（电流表）的情况下，如何设计电路可以测得电池的电动势和内阻？
前提：有已知内阻的电表（如已知V1内阻为R0）
实验原理1：外电路仅有电压表，已知V1准确内阻的前提下，可以计算出实际真实电流计算
实验操作1：连接图示电路，开关先打到1，可通过已知RV测出此时的实际电流和电压；开关再次打到2，可以得到第二组数据
数据分析：根据已知内阻的电表计算
方案3：电表与电表测量法（安安法）
前提：有已知内阻的电表（如给定表头G，已知内阻为Rg）
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